NERVŲ IMPULSAS: CHARAKTERISTIKOS, STADIJOS, FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Nervų impulsų yra veikimo potencialo (AP), kurie atsiranda kartu aksono ir kitų elektrai sužadinamų ląstelių (raumenų ir liaukų) serija. Iš esmės tai įvyksta, kai pranešimas yra perduodamas iš vieno neurono į kitą arba iš neurono į efektorinį organą dėl gaunamo išorinio ar vidinio dirgiklio.

Pranešimas iš esmės yra elektrinis signalas, generuojamas dendrituose ar neurono kūne ir nukeliaujantis į aksoną, kuriame perduodamas signalas. Šis veikimo potencialas yra pirminis elektrinis signalas, kurį sukuria nervų ląstelės, neuronai ir kurį sukelia membranos pralaidumo specifiniams jonams pokyčiai.

Šaltinis: pixabay.com

Pralaidumų tam tikriems jonams kinetika ir priklausomybė nuo įtampos pateikia išsamų veikimo potencialo generavimo paaiškinimą.

charakteristikos

Poveikio potencialas yra sprogstamasis reiškinys, kuris plitdamas nervų pluoštuose nesumažės. Aksonas veda AP iš jo pradžios taško, kuris yra smaigalio iniciacijos zona (prie neurono aksoninio kūgio), iki aksonų gnybtų.

Taigi neuronai yra ląstelės, kurių specializacija yra stimulų priėmimas ir impulsų perdavimas. Aktyviosios neuronų ir kitų sužadinamųjų ląstelių elektrinės reakcijos priklauso nuo to, ar ląstelės membranoje yra specializuotų baltymų, vadinamų įtampos jonų kanalais.

Norint sugeneruoti nervinį impulsą, būtinai turi įvykti pokytis neurono membranoje, kuri tęsiasi per visą aksoną. Elektrocheminis ląstelės citoplazmos ir tarpląstelinės aplinkos skirtumas leidžia atsirasti potencialų skirtumui abiejose membranos pusėse.

Išmatuodami šį elektrocheminio potencialo skirtumą membranoje ir išorėje, pastebėtume maždaug -70mV skirtumą. Šia prasme, kai nėra stimulo, vidinė neurono membranos pusė yra neigiama išorinės pusės atžvilgiu.

Jonų kanalai ir jų svarba

Jonitiniai kanalai, turintys įtampą, leidžia jonams judėti per membraną, reaguodami į membranos elektrinio lauko pokyčius. Neurone yra keletas jonų kanalų tipų, iš kurių kiekvienas leis praeiti tam tikrai jonų rūšiai.

Šie kanalai nėra tolygiai pasiskirstę membranoje. Tačiau aksonų membranoje galime rasti greitai veikiančių Na + ir K + kanalų, o aksonų terminale - Ca + kanalų.

K + kanalai yra atsakingi už elektriškai jaudinamų ląstelių ramybės būsenos palaikymą, kai nėra stimulų, kurie sužadina PA - reiškinį, vadinamą pasyviais membranos potencialo pokyčiais.

Na + kanalai greitai reaguoja, įsikišdami į membranos depoliarizaciją, kai atsiranda PA arba aktyvus membranos potencialo pokytis.

Kita vertus, Ca + kanalai, nors ir depoliarizacijos metu atidaromi lėčiau, vaidina pagrindinį vaidmenį skleidžiant elektrinius signalus ir sukeldami neurotransmiterio signalų išsiskyrimą sinapsėse.

Bioelementai, kurie dalyvauja neurono sužadinimo metu

Impulsas atsiranda dėl asimetrijos bioelementų ir biomolekulių koncentracijoje tarp citoplazmos ir tarpląstelinės terpės. Svarbiausi jonai, dalyvaujantys neurono sužadinamume, yra Na +, K +, Ca2 + ir Cl-.

Taip pat yra kai kurių organinių anijonų ir baltymų, esančių tik tarpląsteliniame skystyje ir negalinčių jo palikti, nes plazmos membrana nepralaidi šiems komponentams.

Už ląstelės ribų yra didesnė jonų, tokių kaip Na + (10 kartų daugiau) ir Cl, koncentracija, o viduje - iki 30 kartų daugiau K + ir didelis kiekis organinių anijonų (baltymų), sukuriančių neigiamą krūvį citoplazmoje.

Kai tik bus atidaryti įtampai jautrūs Na + ir K + kanalai, įtampos pokyčiai bus perduoti į sritis, esančias greta membranos, ir sukels įtampai jautrių komponentų atidarymą tose vietose ir įtampos pokyčių perdavimą kitiems. tolimiausi sektoriai.

Uždarius Na + ir K + kanalus, vartai trumpam neaktyvinami, o tai reiškia, kad postūmis nebegali grįžti.

Veiksmų potencialios priklausomybės

Veiksmų potencialo kūrimas priklauso nuo trijų pagrindinių elementų:

Pirma, aktyvus jonų pernešimas specifiniais membranos baltymais. Tai sukuria nevienodas joninių rūšių ar kelių jų koncentracijas abiejose jos pusėse.

Antra, netolygus jonų pasiskirstymas sukuria elektrocheminį gradientą visoje membranoje, sukuriantį potencialios energijos šaltinį.

Galiausiai jonų rūšių selektyviniai jonų kanalai leidžia joninėms srovėms tekėti per šiuos membraną apimančius kanalus, veikiant elektrocheminiams gradientams.

Etapai

Poilsio potencialas

Kai veiksmo potencialas nėra perduodamas, neurono membrana yra ramybėje. Šiuo atveju tarpląsteliniame skystyje (citoplazmoje) ir tarpląsteliniame skystyje yra skirtingos neorganinių jonų koncentracijos.

Dėl to išorinis membranos sluoksnis turi teigiamą krūvį, o vidinis sluoksnis - neigiamą, tai reiškia, kad ramybės būsenoje esanti membrana yra „poliarizuota“. Šio poilsio potencialo vertė yra –70 mv, tai yra, potencialas ląstelės viduje yra 70 mV daugiau neigiamas nei tarpląstelinis potencialas.

Na + įėjimas ir K + išėjimas ląstelėje paprastai atsiranda dėl koncentracijos gradiento (aktyvaus transportavimo) poveikio. Kadangi ląstelėje yra daugiau Na +, ji linkusi patekti, o ląstelėje yra daugiau K +, todėl ji linkusi išeiti, kad jos koncentracija būtų vienoda abiejose membranos pusėse.

Skirtingą jonų koncentraciją palaiko membraninis baltymas, vadinamas „natrio ir kalio pompa“. Norėdami išsaugoti potencialų skirtumą, Na + ir K + pompa pašalina 3 Na + jonus iš ląstelės kas du įvedami K +.

Nervų impulsų formavimas

Kai dirgiklis pateikiamas neuronų membranos receptorių srityje, sukuriamas generavimo potencialas, kuris padidina Na + pralaidumą membranoje.

Jei šis potencialas viršija jaudrumo slenkstį, kuris yra nuo -65 iki -55 mV, generuojamas nervinis impulsas ir Na + įvedamas taip greitai, kad net Na + ir K + siurblys yra neaktyvus.

Didelis teigiamai įkrauto Na + antplūdis atšaukia minėtus elektros krūvius. Šis reiškinys žinomas kaip membranos depoliarizacija. Pastarasis sustoja ties maždaug 40 mv.

Pasiekus slenkstį, visada sukuriamas standartinis BP, nes nėra didelių ar mažų nervinių impulsų, todėl visi veiksmo potencialai yra vienodi. Jei riba nepasiekiama, nieko neįvyksta, vadinamą principu „viskas arba nieko“.

PA yra labai trumpas, trunkantis nuo 2 iki 5 milisekundžių. Membranos pralaidumo Na + padidėjimas greitai nutrūksta, nes Na + kanalai yra neaktyvuoti ir padidėja pralaidumas K jonams, tekantiems iš citoplazmos, atkuriant ramybės potencialą.

Impulsinis poslinkis

Impulsas nelieka neurono membranoje, kur jis sukuriamas kaip generatoriaus potencialas, bet vietoj jo eina per membraną išilgai neurono, kol pasiekia aksoną.

Impulso perdavimas susideda iš jo judėjimo elektrinių bangų pavidalu išilgai nervų pluošto. Kai jis pasiekia aksono galines pėdas, jis turi kirsti sinapsę, kuri atliekama cheminių neurotransmiterių pagalba.

AP nuolat keliauja nervų pluoštu, jei jame nėra mielino, tačiau, jei jis yra, mielino sluoksniai izoliuoja nervinio pluošto membraną per visą jo paviršių, išskyrus Ranvier mazgelius. Šioje situacijoje PA progresuoja peršokdama iš vieno mazgo į kitą, kuris yra žinomas kaip sūrus laidumas.

Šis perdavimo būdas taupo daug energijos ir padidina impulsų bei informacijos perdavimo greitį, nes depoliarizacija vyksta tik Ranvier mazguose. Užfiksuotas greitis iki 120 m / sek., O pluoštams, kuriems neapima mielino, apytikslis greitis yra 0,5 m / sek.

Sinapsinis perdavimas

Nervinio impulso tėkmė eina nuo neurono, kuris apima kūną ir dendritus, aferencinio galo iki aksono ir jo šoninių šakų suformuoto eferentinio galo. Čia įtrauktos aksoninės galūnės, kurių galuose yra gnybtų kojelės arba sinapsiniai mygtukai.

Kontaktų sritis tarp vieno neurono ir kito arba tarp neurono ir raumenų ar liaukų ląstelių yra vadinama sinapsėmis. Sinapsės atveju neuromediatoriai vaidina pagrindinį vaidmenį, kad perduodama žinutė tęstųsi nervų pluoštuose.

Ciklinis impulsų elgesys

Iš esmės veikimo potencialas yra membranos poliškumo pasikeitimas iš neigiamos į teigiamą ir atgal į neigiamą cikle, kuris trunka nuo 2 iki 5 milisekundžių.

Kiekvieną ciklą sudaro kylančioji depoliarizacijos fazė, mažėjanti repoliarizacijos fazė ir mažėjanti fazė, vadinama hiperpolarizacija, skaičiais žemiau -70 mv.

funkcijos

Nervinis impulsas yra elektrocheminė žinutė. Tai pranešimas, nes yra gavėjas ir siuntėjas, jis yra elektrocheminis, nes jame yra elektrinis komponentas ir cheminis komponentas.

Per nervinį impulsą (veikimo potencialą) neuronai greitai ir tiksliai perneša informaciją, kad galėtų koordinuoti viso organizmo kūno veiksmus.

PA yra atsakingi už kiekvieną atmintį, pojūčius, mintis ir motorinę reakciją. Daugeliu atvejų tai įvyksta dideliais atstumais, norint kontroliuoti efektorių reakcijas, apimančias jonų kanalo atidarymą, raumenų susitraukimą ir egzocitozę.

Nuorodos

1. „Alcaraz“, V. M. (2000). Nervų sistemos struktūra ir funkcija: juslinis priėmimas ir organizmo būsenos. UNAM.
2. Bacqas, ZM (2013). Cheminis nervinių impulsų perdavimas: istorinis eskizas. Elsevier.
3. Brown, AG (2012). Nervų ląstelės ir nervų sistemos: įvadas į neuromokslą. „Springer“ mokslo ir verslo žiniasklaida.
4. Kolbas, B., ir „Whishaw“, IQ (2006). Žmogaus neuropsichologija. Panamerican Medical Ed.
5. McComas, A. (2011). Galvani kibirkštis: nervinio impulso istorija. „Oxford University Press“.
6. Morris, CG, ir Maisto, AA (2005). Įvadas į psichologiją. „Pearson Education“.
7. Randall, D., Burggren, W., ir French, K. (2002). Eckertas. Gyvūnų fiziologija: mechanizmai ir adaptacijos. Ketvirtasis leidimas. „McGraw-Hill Interamericana“, Ispanija.
8. Toole, G., ir Toole, S. (2004). Esminė OCR biologija. Nelsonas Thornesas.